Исследователи из Johns Hopkins успешно исправили генетическую ошибку в стволовых клетках пациентов с серповидно-клеточной анемией, а затем использовали эти клетки для выращивания зрелых эритроцитов, сообщают они. Исследование представляет собой важный шаг на пути к более эффективному лечению некоторых пациентов с серповидно-клеточной анемией, которым необходимы частые переливания крови и которые в настоящее время имеют несколько вариантов.
Результаты будут опубликованы в следующем номере журнала Stem Cells.
При серповидно-клеточной анемии генетический вариант заставляет клетки крови пациентов принимать форму полумесяца или серпа, а не типичную круглую форму. Клетки в форме полумесяца липкие и могут блокировать кровоток по сосудам, часто вызывая сильную боль и усталость. Трансплантация кроветворного костного мозга потенциально может вылечить болезнь. Но для пациентов, которые либо не переносят процедуру трансплантации, либо чьи трансплантаты терпят неудачу, лучшим вариантом может быть регулярное переливание крови от здоровых доноров с подобранной группой крови.
Проблема, – говорит Линчжао Ченг, доктор философии.D. , Эдит Харрис Лукас и Клара Лукас Линн, профессор гематологии и член Института клеточной инженерии, утверждают, что со временем в организме пациентов часто возникает иммунный ответ против чужеродной крови. "Их тела быстро убивают клетки крови, поэтому им все чаще и чаще приходится делать переливания," он говорит.
Решением, как считали Ченг и его коллеги, могло быть выращивание в лаборатории клеток крови, которые были бы сопоставлены с собственным генетическим материалом каждого пациента и, таким образом, могли бы ускользнуть от иммунной системы. Его исследовательская группа уже разработала способ использования стволовых клеток для создания клеток крови человека. Проблема для пациентов с серповидно-клеточной анемией заключается в том, что выращенные в лаборатории стволовые клетки с их генетическим материалом будут иметь серповидно-клеточный дефект.
Чтобы решить эту проблему, исследователи начали с клеток крови пациентов и перепрограммировали их в так называемые индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, которые могут производить любую другую клетку в организме и бесконечно расти в лаборатории. Затем они использовали относительно новую технику генетического редактирования под названием CRISPR, чтобы вырезать вариант гена серповидных клеток и заменить его здоровой версией гена. Последним шагом было уговорить стволовые клетки превратиться в зрелые клетки крови. Исследователи обнаружили, что отредактированные стволовые клетки генерируют клетки крови так же эффективно, как стволовые клетки, которые не подвергались CRISPR.
Ченг отмечает, что для того, чтобы технология выращивания клеток крови из стволовых клеток стала полезной с медицинской точки зрения, ее необходимо сделать еще более эффективной и значительно расширить. Выращенные в лаборатории стволовые клетки также необходимо будет проверить на безопасность. Но он говорит, "Это исследование показывает, что в недалеком будущем можно будет предоставить пациентам с серповидно-клеточной анемией новый захватывающий вариант лечения."
Этот метод создания нестандартных клеток крови также может быть применим при других заболеваниях крови, но его потенциал на этом не заканчивается, говорит Ченг. Одна из возможностей, которую его группа надеется вскоре приступить к изучению, заключается в том, что клетки крови здоровых людей могут быть отредактированы, чтобы противостоять малярии и другим инфекционным агентам.